基于磁-热-应力耦合计算的密集型母线槽热性能分析

利用ANSYS软件建立了密集型母线槽的磁-热-应力耦合分析的二维模型.首先计算了三相五线制密集型母线槽的工频磁场、焦耳热;然后将焦耳热作为热源,通过间接耦合方法分析了母线槽内部的温度场,得出其导体及外壳上的温度分布;相应地将温度作为载荷,计算母线槽的应力场,得出母线槽由于热膨胀而产生的变形.     

密集型母线槽磁场-温度场综合有限元分析

利用ANSYS有限元软件建立了密集型母线槽的磁场-温度场耦合分析模型,在计算涡流场的基础上得到焦耳热损耗,随后将焦耳热作为体积热源,通过顺序耦合方法准确地计算了密集型母线槽的温度场。耦合过程中引入了预估-校正法,以确保预估的母排和外壳温升值的合理性,从而保证焦耳热损耗和外壳对流散热系数的准确性。母排和外壳温升的计算结果与实验结果吻合得很好,误差在1.2K之内。     

密集型母线槽电动力及热性能分析

利用ANSYS软件建立了密集型母线槽的磁-热耦合分析3-D模型,计算了三相五线制密集型母线槽的工频磁场、涡流场、焦耳热、铜排承受的短路电动力及由此电动力产生的位移,再将焦耳热作为体积热源,通过间接耦合方法分析了母线槽内部的温度场,得出其铜排及外壳上的温度分布。     

封闭式母线槽主要性能的分析计算

封闭式母线槽(简称母线槽)近年来在我国已得到了广泛的发展和应用。这种母线槽容量可以做得很大(国际上已做到5000A),在配电系统中作主干线使用,所处位置关键,技术性能要求高,分析计算如下。1 可靠的动稳定性母线槽相导体间距d与导体长度L之间有L>>d的关系,且导体都是平行的,对三相交流电来说,中间相(B相)受到的电动力最大,约为A、C相的1.07倍,因此应考虑B相所受的冲击电动应力,其计算公式为:     

母线槽工频阻抗的数值计算和测量

母线槽在建筑物的低压配电系统中常被用作配电干线,其工频阻抗参数的确定对这种配电系统的设计和运行分析具有重要意义。作研究了工程中常用的铁外壳母线槽的工频阻抗,提出用“等效相对磁导率”方法建立母线槽的近似线性仿真模型,基于该模型采用边界元方法的商业软件对其工频阻抗进行数值计算,并介绍了“等效相对磁导率”的确定方法;对两种实际母线槽的工频阻抗进行了数值计算和实验测量,证明了这种阻抗估算方法的可行性和有效性;应用这种阻抗估算方法分析了母线槽的有关参数对其阻抗的影响,并据此提出了一些母线槽的设计建议。     

800kVGIS隔离开关磁场-温度场计算与分析

800kV GIS隔离开关在实际运行中由于电阻损耗发热而温度升高,甚至超过允许温升,从而影响其工作性能,为了保证其工作的安全性和可靠性,建立了三维有限元分析模型对800kV GIS隔离开关的工频磁场进行分析。首先计算出隔离开关上的磁感应强度分布及涡流损耗,然后将涡流损耗值作为体积热源计算800kVGIS隔离开关的温度场,得出各部分具体温升值。结果表明:在环境温度为27.3°C的工作条件下,隔离开关主导体上的温升约为26.3K,外壳温升约为13.3K。计算结果和试验测试数据的对比验证了方法的准确性,进而为产品设计提供参考,为提高GIS隔离开关运行可靠性提供理论依据。     

基于ANSYS耦合场分析的电器装置温度场仿真

ANSYS有限元软件提供的多物理场耦合求解方法能够有效地运用于电器装置的温度场仿真分析。详细地描述了利用ANSYS/MultiPhysics进行涡流场-气流场-温度场耦合分析的关键过程,并以8000A高压封闭母线的温升计算为例,验证了仿真结果与试验数据非常接近,误差小于1．6℃。     

铜转子三相异步电动机温度场流场耦合分析

研发了一台应用在石油顶驱钻井设备的强迫风冷铜转子三相异步电机,首创了无机座设计、定子铁心轭部开通风孔、定子绕组端部环氧树脂密封、采用焊接铜条鼠笼转子等关键技术,满足了电机在频繁起停、过载、盐雾等工况下,对电机温升的苛刻要求。建立了温度场流场流固耦合模型,分析了电机额定负载工况下的各零件稳态温度分布以及瞬态温度随时间变化趋势。仿真计算和温升试验结果表明,沿电机的轴线方向,中后段位置温度较高,没有局部过热点。试验验证了建立的温度场流场耦合模型和仿真结果的合理性,温升满足电机H级要求。在耦合模型的基础上,分析了风道入口压力和定子铁心通风孔径变化对电机温升的影响,为改进电机冷却结构提供理论基础。     

基于电磁场—流场—温度场耦合分析的电缆支架温升计算及实验验证

随着大长度大截面的电力电缆在隧道的普及,电缆支架因涡流损耗造成的线损、以及发热产生温升形变等问题也日益严重。文中采用有限元数值计算方法,以110 kV单相电缆及其钢支架为研究对象,进行了电磁场—流场—温度场耦合计算。将电磁场计算得到的涡流损耗作为温度场计算的热源载荷,同时考虑空气自然对流的散热方式,从而计算出电缆支架的温度分布。最后进行电缆支架温升实验,将仿真得到数据和实验数据进行对比,验证电缆支架温升计算的准确性和有效性。     

基于磁场-流场-温度场耦合的GIS母线热分析

GIS(气体绝缘组合电器)母线的温升和散热性能是影响其工作稳定性的重要因素之一。基于磁场-流场-温度场耦合的有限元方法分析了GIS母线温度场,通过计算145 k V GIS三相母线的涡流场分布,得到母线导体和外壳的功率损耗,建立流场以及温度场有限元分析模型,将功率损耗作为母线体积热源耦合到温度场模型中,计算母线温度场,将仿真数据与试验数据进行对比,验证了温度场计算结果的正确性。实践证明,该有限元分析方法对GIS母线产品设计具有一定参考价值。     

磁场计算与磁体设计系统的应用

磁场计算与磁体设计系统，是一种用于计算永磁体空间磁场分布的专业软件。本文详细介绍了该系统的主要功能及应用。实验表明，计算结果相对于实测数据的偏差一般在5％以内。利用该系统还可以对磁体的几何形状、尺寸、性能进行设计。     

一种TETRA数字集群系统中估计信干比的算法

提出了一种TETRA数字集群系统中估计信干比的算法。利用训练序列构成矩阵,基于所构成矩阵的列空间和左零空间的正交基,在接收信号中对信号功率与干扰加噪声功率进行分离,估计出接收信号的信干比。不仅能够快速准确地估计出信干比,而且计算量较小。仿真结果表明当移动速度为5km/h和85km/h时,平均绝对信号与噪声加干扰比估计误差接近1dB和0.3dB,所提出的算法能够实时地估计出信干比,提高TETRA数字集群系统容量和改善通信质量。     

基于参数热等效的10 kV变压器温度流体场三维仿真计算

变压器温度流体场三维仿真是准确计算变压器绕组热点温度的重要方法,然而变压器绕组结构复杂,精确考虑绕组导线和绝缘结构的三维模型建模和网格剖分困难,同时计算效率低,难以满足实际工程需求.提出了一种配电变压器绕组结构的热等效简化分析方法,采用热导率各向异性、比热容等效的块状导体来等效实际的绕组结构.应用所提方法对一台S13-...     

笼型感应电机流体流动对温度场分布的影响

以一台Y802-2型笼型感应电机为例,对中小型感应电机三维流体流动与传热进行了研究。根据样机的通风结构及传热特点,建立外部近似无限大流场空间与电机三维有限元结构模型,并在电机内外流场空间中建立了转子表面旋转流体薄层和风扇旋转流体区域。给定流场空间中运动区域与静止区域边界条件及基本假设,采用有限体积法对流体运动方程和能量方程进行耦合求解,可以得到流场中流体介质的运动状态以及电机内外各个表面的散热系数,并以此为依据对电机三维全域温度场进行数值计算。将流体场耦合计算得到的温度场分布和传统温度场计算结果分别与实验测量值进行了比较,证明了中小型感应电机三维流体场与温度场存在着强烈的耦合关系,基于流体流动的温度场计算结果较传统方法得到的温度分布更具准确性与合理性。     

大电流母排三维涡流场-温度场耦合分析

利用有限元方法建立大电流开关柜母排的三维涡流场——温度场耦合分析模型,计算三维涡流场,得到磁感应强度和焦耳损耗的大小及分布规律;将焦耳热作为热源,通过顺序耦合方式计算出母排的温度场分布情况.实验结果验证了计算模型的准确性.在此基础上深入探讨不同工作电流对母排产生的温度场的变化规律,对设计大电流开关柜有参考价值.     

基于热-流耦合场的大电流母排热场计算及影响因素分析

为确保小区供电可靠性及兼顾节能减排,需提高母排的自然散热能力,从而降低因强制散热而增加的能耗。考虑母排散热过程中的热场与流场的相互作用和影响,建立了相互耦合的共轭传热模型。采用有限元法对开关设备中敷设母排的三维温度场进行了计算和分析。基于该模型计算,分析了母排间距和环境温度2个因素对母排温度的影响规律。研究结果可为母排的节能散热及产品优化提供参考。     

感应电机定子温度场的数值计算

针对中小型感应电机结构复杂热模型难以建立的问题,以一台小型感应电机为例,采用有限元方法,建立了电机的二维温度场数值计算模型。给出了定子二维温度场计算的泛函以及相关热性能参数的计算方法;计算了不同负载运行时样机定子的稳态温度场。计算结果与实测值的比较,验证了所采用计算模型及方法的合理性。该电机温度场计算模型可以应用到其他同类电机定子温度场的计算与分析。在该温度场计算模型的基础上,分析比较了机壳散热翅高度的变化对电机定子温度场的影响,研究了气隙温度对定子温度场的影响。     

异步电机转子三维温度场及热应力场研究

针对异步电机转子温度场及热应力场难以测量,转子导条经常发生断裂故障等问题,以一台Y100L-2型电机为研究对象,采用有限元法建立电机转子三维导热模型.在理论分析的基础上,结合实验测量,对模型边界条件进行确定,并以此为基础对转子温度场和热应力场进行仿真研究.研究结果显示电机转子温升的高低直接影响热应力大小,温升越高,热应力越大;转子导条热应力的分布在各个方向上并不均匀;在负载电机转子温度较高时,不均匀的热应力将直接影响电机寿命,是转子导条断裂的主要原因之一;负载时,整个转子热应力最大值出现在导条与端环连接处,说明该处最容易发生断裂故障,这一结论也与电机实际情况相符;导条法线方向正热应力要大于剪切热应力,与国内外相关研究结果比较,仿真结果在分布规律上基本一致.     

电压互感器温度场计算研究

电压互感器是电力系统中重要的测量设备,温度是影响其测量精度的一个主要因素。为了分析电压互感器的温度场分布、提高电压互感器的散热能力,采用ANSYS软件与CFX软件进行电压互感器的温度场和流体场耦合仿真计算的方法,以10 kV电磁式电压互感器为研究对象,建立了简化的温度场仿真计算模型。通过仿真计算,在考虑空气对流散热,采用扫描剖分的条件下,获得电压互感器模型的温度分布及热点温度位置。分析了影响热点温度的因素。计算结果表明,低压顶部绕组是电压互感器温度最高的部位,是温度监测的关键;油的热导率与粘度在正常温度范围内对温度场计算影响不大,可以忽略,侧表面的对流换热系数对热点温度的影响较大。采用增加侧表面换热能力的方法,可以增强电压互感器的散热能力。     

基于现场总线的全通信控制技术在火电厂运煤自动化系统中的应用

根据火电厂运煤系统具有设备种类多、数量多、分布广且工艺流程复杂等特点,在火电厂运煤自动化系统中提出了一种基于现场总线的全通信控制技术。描述了基于现场总线全通信控制技术的运煤自动化系统,论述了该系统的网络结构、硬件配置以及硬件设备的安装和布置。采用基于现场总线的全通信控制技术后,在运煤自动化系统的设计和施工中基本取消了控制电缆、极大简化了电气二次回路接线。该技术方案在新海电厂2x1000MW火电机组工程中得到了验证,并成功运用。论文针对该工程在技术和经济上进行了分析比较。结果表明,与常规的运煤自动化系统相比,基于现场总线全通信控制技术的运煤自动化系统方案,不但能够节省投资、减少运行维护成本,而且能够进一步提高运煤自动化系统的智能化、网络化和信息化水平,还能够对提高发电厂自动化运行和管理水平发挥重要作用。